摘要：平衡電力在電網(wǎng)中出現(xiàn)嚴重不平衡而需要補充時不可或缺——因此成功營銷平衡電力成為一大挑戰(zhàn)。從而對饋入的平衡電力提出較高要求，即必須在極短時間內(nèi)實現(xiàn)可靠輸入。市政公用事業(yè)協(xié)會Trianel選擇了WAGO，以其自動化解決方案運營虛擬電廠：整個通信系統(tǒng)都在PFC200 Telecontrol PLC上運行。
自動化技術(shù)可瞬間安全、精準控制平衡電力
平衡電力在電網(wǎng)中出現(xiàn)嚴重不平衡而需要補充時不可或缺——因此成功營銷平衡電力成為一大挑戰(zhàn)。從而對饋入的平衡電力提出較高要求，即必須在極短時間內(nèi)實現(xiàn)可靠輸入。市政公用事業(yè)協(xié)會Trianel選擇了WAGO，以其自動化解決方案運營虛擬電廠：整個通信系統(tǒng)都在PFC200 Telecontrol PLC上運行。
能源轉(zhuǎn)型正在加速：在逐步停用核電后，現(xiàn)在聯(lián)邦政府正在準備逐步淘汰燃煤發(fā)電。首批褐煤發(fā)電廠將于2022年前關(guān)閉。由此造成的缺口將很快由太陽能電場和風(fēng)力渦輪機等可再生能源填補——預(yù)計到2050年他們在供電中所占比例將會從目前的30%上升至80%。
但是對于能源系統(tǒng)而言，這種向經(jīng)濟型電力轉(zhuǎn)型絕非易事。由于太陽能和風(fēng)能會隨天氣變化產(chǎn)生波動，因此必須通過智能負載管理來平衡電網(wǎng)，從而使其穩(wěn)定在50Hz頻率。為此目的，大型輸電網(wǎng)絡(luò)運營商使用從注冊供應(yīng)商處獲得的所謂平衡電力或備用電力。如果供電網(wǎng)絡(luò)中電流不足，他們會提供備用能源;而在電流過量時，他們會撤回電流。這種負載管理成功通過虛擬電廠實現(xiàn)，可在瞬間精準增加或減少電流輸出。
為了保證一直能有足夠的平衡能源可用，供電網(wǎng)絡(luò)運營商通過競賣形式從所謂的主要、輔助以及分鐘備用電力層面獲得平衡能量。價格最優(yōu)的投標會中標。
作為德國一家領(lǐng)先的電力供應(yīng)商，位于亞琛的Trianel GmbH(市政公用事業(yè)協(xié)會)參與了這些每日和每周舉行的競賣活動。自2013年起，該公司還運營一個平衡能量庫，而且現(xiàn)在已將400多個系統(tǒng)捆綁在一起，總輸出量達到700多兆瓦。該系統(tǒng)廣泛包含各種發(fā)電和儲存技術(shù)以及工業(yè)用電設(shè)備。“毫無疑問我們的虛擬電廠不僅對市政公用事業(yè)開放，也對所有適合的發(fā)電與消耗系統(tǒng)運營商開放。這些虛擬電廠與我們的控制系統(tǒng)連接，因此在需要時完全可以進行自動化使用，”Trianel的Nico Bürkel解釋說。
德國亞琛市政公用事業(yè)協(xié)會Trianel總部。
價格面臨壓力
事實上，沼氣系統(tǒng)、儲存設(shè)施等會照常運行。如果供電網(wǎng)絡(luò)運營商需要平衡電力，控制系統(tǒng)中的計算程序會選擇適合的系統(tǒng)，并在控制中心對其進行控制。由于虛擬電廠擁有由許多較小型系統(tǒng)組成的庫，因此具有高度的靈活性，對緩解電網(wǎng)中的短期波動十分有效。
但是，運營商要想在運營時獲得經(jīng)濟上的成功變得越來越困難。由于電力的批發(fā)價格在不斷下跌，越來越多的電力供應(yīng)商試圖加入到平衡電力市場的競爭行列。其結(jié)果就是電力供應(yīng)量增加了，而價格卻在下降?！拌b于不斷增加的價格壓力，我們除了提高效率之外別無選擇，”Bürker表示。
Trianel Nico Bürker
Trianel通過持續(xù)優(yōu)化虛擬電廠和營銷策略的過程和技術(shù)來應(yīng)對這種局面。因此Trianel尤為關(guān)注系統(tǒng)控制器，必須使其能快速且安全地運行，才能確保對系統(tǒng)的監(jiān)視和控制不會產(chǎn)生任何問題。借助WAGO的PFC200緊湊型控制器，Trianel將各個單獨系統(tǒng)連接到其自身的控制系統(tǒng)。
決定性優(yōu)勢：該控制器以小巧的外形同時提供高性能與重要的安全功能。因此該控制器成為虛擬電廠中既不顯突兀又能起到關(guān)鍵作用的重要成員，它會將高度同步的電流輸出數(shù)據(jù)從庫成員傳輸?shù)娇刂浦行模筠D(zhuǎn)而再將供電需求傳遞給庫成員。“最終促使我們做出此決定的決定性因素是遠動裝置的通用性，以及知名制造商提供的相關(guān)服務(wù)。另外，WAGO還提供了一套完整的配電箱解決方案，為我們帶來了快速實現(xiàn)調(diào)試的可能性”，Bürker在解釋他們?yōu)楹螞Q定使用WAGO技術(shù)時講道。
“我們的虛擬電廠對所有適合的發(fā)電與消耗系統(tǒng)運營商開放?！?/STRONG>
在緊湊纖薄的外形內(nèi)提供多種功能
在預(yù)配置的WAGO系統(tǒng)配電箱中，標配有750-8202/025-001遠動PLC，連同一個用于傳輸數(shù)據(jù)的外部路由器、數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸入 /輸出模塊、EPISTRON? COMPACT系列電源，以及工業(yè)接口模塊。PFC200使用了Cortex-A8處理器，能夠在最小的空間內(nèi)實現(xiàn)最快的計算速度。其中具有可用于與控制系統(tǒng)通信的兩個以太網(wǎng)端口和CAN、PROFIBUS、RS-232/RS-485等的其他接口。該遠動PLC可根據(jù)IEC 61131進行編程，支持所要求的IEC 60870-5-104遠動協(xié)議以及符合IEC 60870-5-101的串行協(xié)議，并能根據(jù)IEC 61850進行通信。PFC200可使用CODESYS編程環(huán)境進行編程，并能以同樣方式實現(xiàn)過程可視化。
該PLC擁有兩個符合基于TCP/IP?104協(xié)議的以太網(wǎng)接口和一個符合101協(xié)議的串行接口，還集成了軟件工具，這樣就能輕松實現(xiàn)IEC通信。借助此工具還可為各設(shè)置調(diào)整參數(shù)。除了功能齊全之外，PFC200還具有高度的IT安全性，這一點在能源供應(yīng)中的重要性正在不斷攀升。由于去年發(fā)生了許多IT安全故障，因而德國聯(lián)邦政府剛剛將供電網(wǎng)絡(luò)和發(fā)電系統(tǒng)歸類為關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。通過使用WAGO的遠程控制PLC，可以直接利用OpenVPN或IPsec建立一個VPN通道，從而將加密數(shù)據(jù)傳送給控制中心。這意味著不再需要上游VPN路由器。
對Trianel而言，這是一個極為有力的解決方案。WAGO的自動化技術(shù)還將在Trianel的未來規(guī)劃中發(fā)揮重要作用。該公司目前正在對系統(tǒng)進行擴展，添加主要備用電力功能：這種形式的平衡電力必須能在30秒內(nèi)輸送到供電網(wǎng)絡(luò)中，這與輔助和分鐘級備用電力不同，后兩者的要求供應(yīng)時間分別為五分鐘和十五分鐘。該公司目前僅供應(yīng)輔助和分鐘備用電力?！爸饕獋溆秒娏h程控制PLC提出了有關(guān)測量和控制功能方面的其他要求，”Bürker解釋道。他始終堅信WAGO也將開發(fā)出能滿足這些更復(fù)雜要求的自動化解決方案。
（轉(zhuǎn)載）
